2022屆高三化學二輪三輪總復習重點突破有機物的組成結構和性質

有機化學

第12講有機物的組成?結構和性質高頻考點突破考點1官能團與有機物的性質官能團主要化學性質烷烴——①在光照下發(fā)生鹵代反應;②不能使酸性KMnO4溶液褪色;③高溫分解不飽和烴烯烴①跟X2?H2?HX?H2O發(fā)生加成反應;②加聚;③易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色炔烴—C≡C—①跟X2?H2?HX發(fā)生加成反應;②易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色苯——①取代—硝化反應?磺化反應?鹵代反應(Fe或Fe3+催化劑);②與H2發(fā)生加成反應苯的同系物——①取代反應;②使酸性KMnO4溶液褪色鹵代烴 —X①與NaOH溶液共熱發(fā)生取代反應;②與NaOH醇溶液共熱發(fā)生消去反應醇—OH①跟活潑金屬Na等反應產生H2;②消去反應,170℃時,分子內脫水生成烯烴;③催化氧化;④與羧酸及無機含氧酸發(fā)生酯化反應酚—OH①弱酸性;②遇濃溴水生成白色沉淀;③遇FeCl3溶液呈紫色醛①與H2加成為醇;②被氧化劑(如O2?[Ag(NH3)2]+?Cu(OH)2等)氧化為酸羧酸①酸的通性;②酯化反應酯發(fā)生水解反應,生成羧酸和醇考點2有機反應類型反應類型概念實例取代反應有機物中的某些原子(或原子團)被其他原子或原子團所替代的反應①烷烴的鹵代②苯及其同系物的鹵代?硝化③醇分子間脫水④苯酚與濃溴水酯化反應(取代反應)羧酸與醇作用生成酯和水的反應①酸(含無機含氧酸)與醇②葡萄糖與乙酸水解反應(取代反應)有機物在有水參加時,分解成兩種或多種物質的反應①酯的水解②鹵代烴的水解③二糖?多糖的水解④蛋白質的水解加成反應有機物中不飽和碳原子跟其他原子(或原子團)直接結合生成新物質的反應①烯烴?炔烴與H2加成②苯及苯的同系物與H2加成③醛或酮與H2加成④油脂的氫化消去反應有機物分子中脫去小分子(H2O?HX)生成不飽和化合物的反應①醇分子內脫水生成烯烴②鹵代烴消去加聚反應不飽和烴及其衍生物的單體通過加成反應生成高分子化合物乙烯?氯乙烯?苯乙烯的加聚等縮聚反應單體間相互反應生成高分子,同時還生成小分子(H2O?HX等)的反應①多元醇與多元羧酸反應生成聚酯②氨基酸之間反應生成多肽氧化反應有機物分子中加氧或去氫的反應①與O2反應②使酸性KMnO4溶液褪色的反應③R—CHO發(fā)生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液的反應還原反應有機物分子中加氫或去氧的反應①烯烴?炔烴及其衍生物加氫②醛催化加氫生成醇③油脂的硬化考點3判斷有機物組成的方法1.有關烴的混合物計算的幾條規(guī)律(1)若M<26(烷烴?炔烴相混合),則一定有CH4?(2)若M<28(烷烴?烯烴相混合),則一定有CH4?(3)若平均分子組成中,1<N(C)<2,則一定有CH4?(4)若平均分子組成中,2<N(H)<4,則一定有C2H2?(5)兩種烴組成的混合氣體?若其平均分子組成中N(C)=2,且其中一種分子含兩個碳原子,則另一種氣體分子一定也含兩個碳原子?2.具有特定碳?氫原子物質的量之比的常見有機物(1)當n(C):n(H)=1:1時,常見有機物有:苯乙烯?苯?乙炔?苯酚?(2)當n(C):n(H)=1:2時,常見有機物有:單烯烴?飽和一元脂肪醛?酸?酯,葡萄糖?(3)當n(C):n(H)=1:4時,常見有機物有:甲烷?甲醇?尿素[CO(NH2)2]?考點4同系物和同分異構體1.同系物?同分異構體的概念與比較概念比較定義分子式結構性質同系物結構相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質分子式不同,但具有相同的通式相似物理性質不同,化學性質相似同分異構體分子式相同,結構不同的化合物相同不同物理性質不同,化學性質不一定相同2.同分異構體的書寫方法與規(guī)律書寫有機物的同分異構體時要按一定的思維順序,避免遺漏和重復,一般的思路為:類別異構→碳鏈異構→位置異構?(1)判類別:根據有機物的分子組成判定其可能的類別異構?(2)寫碳鏈:根據有機物的類別異構寫出各類別異構的可能的碳鏈結構(先寫最長的碳鏈,依次寫出少一個碳原子的碳鏈,把余下的碳原子掛到相應的碳鏈上去)?(3)移官位:一般是先寫出不帶官能團的烴的同分異構體,然后在各條碳鏈上依次移動官能團的位置,有兩個或兩個以上的官能團時,先上一個官能團,再上第二個官能團,依次類推?(4)氫飽和:按“碳四鍵”的原理,碳原子剩余的價鍵用氫原子去飽和,就可得所有同分異構體的結構簡式?熱點題型突破考情分析:有機物的性質是有機化學的主體部分,有機反應類型是規(guī)范化學用語的重要方面,有機物官能團的結構?名稱?性質是高考試題的熱點?仔細分析近幾年高考試題有兩大特點:一是以陌生的與生產?生活?新材料?新醫(yī)藥等相關的物質為載體,考查有機物的空間結構?官能團?性質等;二是通過具體實例總結規(guī)律并用于解決具體問題?預計今后幾年內本部分的考查仍將是高考的熱點之一?題型一有機物的結構和性質【例1】(2009·浙江,11)一種從植物中提取的天然化合物αdamascone,可用于制作“香水”,其結構為:,有關該化合物的下列說法不正確的是()A.分子式為C13H20OB.該化合物可發(fā)生聚合反應C.1mol該化合物完全燃燒消耗19molO2D.與溴的CCl4溶液反應生成的產物經水解?稀硝酸酸化后可用AgNO3溶液檢驗

[解析]根據鍵線式結構即可寫出化學式,A正確;由于分子中存在碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應,B正確;13個碳應消耗13個O2,20個H消耗5個O2,1mol該化合物完全燃燒消耗的氧氣為:13+5-0.5=17.5(mol),C錯誤;碳碳雙鍵可以與Br2發(fā)生加成反應,然后水解?酸化,即可得Br-,再用AgNO3溶液進行檢驗,D正確?[答案]C[點撥]有機選擇題有多種解題方法,常見的兩種解題方法有:(1)直選法:充分利用已掌握的化學知識,從題給條件出發(fā),經過判斷或推理直接選出正確答案的方法?(2)篩選法:根據已經掌握的化學概念?原理?規(guī)律,在正確理解題意的基礎上,尋找不合理因素(不正確的選項),將其逐一排除,從而獲得正確答案?

【變式訓練1】(2009·全國Ⅰ,12)有關下圖所示化合物的說法不正確的是()A.既可以與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應,又可以在光照下與Br2發(fā)生取代反應B.1mol該化合物最多可以與3molNaOH反應C.既可以催化加氫,又可以使酸性KMnO4溶液褪色D.既可以與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,又可以與NaHCO3溶液反應放出CO2氣體[答案]D[解析]有機物含有碳碳雙鍵,可以與Br2發(fā)生加成反應,又含有甲基,故可以與Br2在光照條件下發(fā)生取代反應,A正確;1mol酚羥基要消耗1molNaOH,2mol酯基要消耗2molNaOH,B正確;苯環(huán)?雙鍵可以催化加氫,碳碳雙鍵可以使酸性KMnO4溶液褪色,C正確;該有機物中不存在羧基,不能與NaHCO3反應放出CO2氣體,D項錯?題型二有機反應類型【例2】(2009·江蘇,10)具有顯著抗癌活性的10羥基喜樹堿的結構如圖所示?下列關于10羥基喜樹堿的說法正確的是()A.分子式為C20H16N2O5B.不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應C.不能發(fā)生酯化反應D.一定條件下,1mol該物質最多可與1molNaOH反應[答案]A[解析]根據10羥基喜樹堿的結構簡式,很容易查出C?H?N?O的原子個數(shù),其分子式為C20H16N2O5,A正確;因為在苯環(huán)上有羥基,構成酚羥基的結構,所以能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,B錯誤;從其結構簡式可以看出,存在—OH,所以能夠發(fā)生酯化反應,C錯誤;其含有三個基團能夠和氫氧化鈉反應,苯酚上的羥基?酯基和肽鍵,所以消耗的氫氧化鈉應該為3mol,D錯誤?[點撥]有機化學中重要反應類型有:取代反應?加成反應?氧化反應?還原反應?酯化反應和加聚反應等?在復習典型化合物的性質時,要能正確書寫化學方程式,并了解其反應類型?基本類型有機物類別取代反應鹵代反應飽和烴?苯和苯的同系物?酚等酯化反應醇?羧酸?糖類等某些水解反應鹵代烴?酯等硝化反應苯和苯的同系物等磺化反應苯和苯的同系物等加成反應烯烴?炔烴?苯和苯的同系物?醛等消去反應鹵代烴?醇等氧化反應燃燒絕大多數(shù)有機物酸性KMnO4溶液烯烴?炔烴?醛?苯的同系物等直接(或催化)氧化酚?醇?醛?葡萄糖等還原反應醛?葡萄糖等聚合反應加聚反應烯烴等縮聚反應苯酚與甲醛;多元醇與多元羧酸;氨基酸等水解反應鹵代烴?酯?二糖?多糖?蛋白質等與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應苯酚等【變式訓練2】(2009·上海高考)迷迭香酸是從蜂花屬植物中提取得到的酸性物質,其結構如下圖?下列敘述正確的是()A.迷迭香酸屬于芳香烴B.1mol迷迭香酸最多能和9mol氫氣發(fā)生加成反應C.迷迭香酸可以發(fā)生水解反應?取代反應和酯化反應D.1mol迷迭香酸最多能和含5molNaOH的水溶液完全反應[答案]C[解析](1)注意烴的概念;(2)該有機物分子中的苯環(huán)和碳碳雙鍵能與H2發(fā)生加成反應,中的碳氧雙鍵均不與H2發(fā)生加成反應;(3)抓住官能團判斷可能發(fā)生的反應;(4)酯水解時消耗NaOH?A項,該物質分子中含氧元素,不屬于烴類?B項,該物質1個分子中有2個苯環(huán)和1個碳碳雙鍵,故1mol迷迭香酸最多和7mol氫氣發(fā)生加成反應?C項,分子中有酯基,可發(fā)生水解反應;有羧基可發(fā)生酯化反應;有酚羥基,其鄰?對位上的氫原子可發(fā)生取代反應,C項正確?D項,分子中有4個酚羥基和1個羧基,共消耗5molNaOH;還有1個酯基水解后生成的羧基又消耗1molNaOH,故1mol該物質最多消耗6molNaOH?題型三有機物組成的判斷【例3】(2009·海南,17)某含苯環(huán)的化合物A,其相對分子質量為104,碳的質量分數(shù)為92.3%?(1)A的分子式為________________;(2)A與溴的四氯化碳溶液反應的化學方程式為__________________________,反應類型是________________;C8H8

加成反應(3)已知:?請寫出A與稀?冷的KMnO4溶液在堿性條件下反應的化學方程式______________________________________;(4)一定條件下,A與氫氣反應,得到的化合物中碳的質量分數(shù)為85.7%,寫出此化合物的結構簡式________________;(5)在一定條件下,由A聚合得到的高分子化合物的結構簡式為____________________?

[解析]本題主要考查有機物的分子式和結構簡式的確定,然后根據結構簡式進行作答,全面考查考生靈活運用所學知識的能力?根據A的相對分子質量和碳的質量分數(shù)可以確定即A的分子式為C8H8;由于A中含有苯環(huán),則A為A與H2加成時,分子中碳原子的數(shù)目不改變,與H2加成后產物的相對分子質量為12×8/85.7%≈112?據此可以完成各題的解答?

[點撥]某些特殊組成的最簡式,在不知化合物相對分子質量時,也可根據組成特點確定其分子式?(1)若有機物的最簡式中,氫原子數(shù)已達飽和,則該有機物的最簡式即為分子式,如最簡式為CH4?CH3Cl?C2H6O?C5H12O4等有機物,其最簡式即為分子式?(2)部分有機物的最簡式中,盡管氫原子數(shù)未達飽和,但擴倍后氫原子數(shù)能達飽和,此時,若確定有機物的分子式,也不必知道有機物的相對分子質量,如最簡式為CH3的有機物,其分子式可表示為(CH3)n,僅當n=2時,氫原子數(shù)即達飽和,故其分子式為C2H6?同理,最簡式為CH3O的有機物,其分子式為C2H6O2?【變式訓練3】(2009·四川,28)四川汶川盛產品質優(yōu)良的甜櫻桃?甜櫻桃中含有一種羥基酸(用A表示),A的碳鏈結構無支鏈,化學式為C4H6O5;1.34gA與足量的碳酸氫鈉溶液反應,生成標準狀況下的氣體0.448L?A在一定條件下可發(fā)生如下轉化:其中,B?C?D?E分別代表一種直鏈有機物,它們的碳原子數(shù)相等?E的化學式為C4H6O6(轉化過程中生成的其他產物略去)?已知:其中,F?G?M分別代表一種有機物?請回答下列問題:(1)A的結構簡式是________?(2)C生成D的化學方程式是____________________________________________________?(3)A與乙醇之間發(fā)生分子間脫水反應,可能生成的有機物共有________種?(4)F的結構簡式是________________?(5)寫出G與水反應生成A和M的化學方程式:______________________?7

[解析]本題考查有機物之間的相互轉化和考生接受并領會信息的能力,以及考查同分異構體的書寫與種類問題?根據A的化學式可以確定其相對分子質量為134,由1.34gA與足量NaHCO3溶液反應放出氣體的體積,可知A中含有兩個羧基和一個羥基,且A的碳鏈結構無支鏈,再結合A→B→C→D→E的轉化關系可知A為

由于B能與Br2發(fā)生反應,即A到B發(fā)生消去反應,B→C→D依次發(fā)生加成?水解反應,最終得到D和E分別為?結合題中信息可設F為R′—CHO,則生成G為R′—CH(OH)CH2COOCH2CH3,由于G中含有酯基,結合G水解得到A,可以確定M和R′分別為CH3CH2OH和—COOC2H5,即F和G分別為?A和乙醇之間發(fā)生分子間脫水可能生成7種有機物?由以上分析不難看出,解答本題的關鍵是結合數(shù)據和A的化學式確定A的結構簡式,然后逐一確定其他物質,從而順利作答?題型四同分異構體【例4】(2009·寧夏,8)3甲基戊烷的一氯代產物有(不考慮立體異構)()A.3種B.4種C.5種D.6種[解析]3甲基戊烷的結構簡式:CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,其分子對稱,其一氯代產物只有4種?[答案]B

[點撥](1)熟練掌握丁烷?戊烷?己烷的同分異構體的書寫方法,在此基礎上運用“去氫法”或“取代法”寫出烯烴?炔烴?飽和一鹵代烴?醇?醛?羧酸,如烯烴和炔烴的同分異構體就是在烷烴的基礎上,通過相鄰兩個碳原子去掉1或2個氫原子的方法得出,另外烯烴存在順反異構,但炔烴不存在順反異構?(2)同分異構體按照碳鏈異構→位置異構→官能團異構的順序書寫?常見的類別異構有:烯烴和環(huán)烷烴(CnH2n);炔烴?二烯烴和環(huán)烯烴(CnH2n-2);醇和醚(CnH2n+2O);醛和酮(CnH2nO);羧酸?酯(CnH2nO2);酚?芳香醇和芳香醚;硝基烷烴和氨基酸?其中考查最多的是羧酸和酯?

(3)取代產物的種類常依靠等效氫來判斷,其原則是:①同一種碳原子上的氫原子是等效的;②同一種碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的;③處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的?有幾種不同的等效氫,其一元取代物的有機物就有幾種,多元取代物,常采用定二變一的方法?【變式訓練4】菠蘿酯是一種具有菠蘿香氣的食用香料,是化合物甲與苯氧乙酸()發(fā)生酯化反應的產物?(1)甲一定含有的官能團的名稱是________?(2)5.8g甲完全燃燒可產生0.3molCO2和0.3molH2O,甲蒸氣對氫氣的相對密度是29,甲分子中不含甲基,且為鏈狀結構,其結構簡式是__________________________-_?(3)苯氧乙酸有多種酯類的同分異構體,其中能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,且有2種一硝基取代物的同分異構體是(寫出任意2種的結構簡式)__________________?羥基CH2==CH—CH2—OH

[解析](1)化合物甲能與苯氧乙酸發(fā)生酯化反應,且苯氧乙酸中只含有—COOH,故甲中必含—OH?

(3)苯氧乙酸的分子式為C8H8O3,其同分異構體能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,說明為酚類,一硝基取代物有2種且2010高考真題1.(2010·上海卷)下列有機物命名正確的是()答案:B解析:本題考查有機物的命名,意在考查考生對有機物命名方法的理解和應用能力?A項應為1,2,4三甲苯,C項應為2-丁醇,D項應為3-甲基-1-丁炔?2.(2010·廣東卷)下列說法正確的是()A.乙烯和乙烷都能發(fā)生加聚反應B.蛋白質水解的最終產物是多肽C.米酒變酸的過程涉及了氧化反應D.石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的過程答案:C解析:本題考查常見有機物,意在考查考生對常見有機物性質的理解能力?乙烯分子中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應,而乙烷分子中不含不飽和鍵,不能發(fā)生加聚反應,A項錯誤;蛋白質水解的最終產物為氨基酸,B項錯誤;米酒變酸的過程為米酒中的乙醇氧化為乙酸,發(fā)生氧化反應,C項正確;石油裂解是在高溫條件下,把長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的氣態(tài)烴和液態(tài)烴,油脂皂化是在堿性條件下,油脂水解為高級脂肪酸鈉和甘油,是由大分子(但不是高分子)生成小分子的過程,D項錯誤?3.(2010·福建卷)下列關于有機物的正確說法是()A.聚乙烯可發(fā)生加成反應B.石油干餾可得到汽油?煤油等C.淀粉?蛋白質完全水解的產物互為同分異構體D.乙酸乙酯?油脂與NaOH溶液反應均有醇生成答案:D解析:本題考查考生對常見有機物性質的理解和運用?聚乙烯中碳碳之間以單鍵相連,不能發(fā)生加成反應,A項錯誤;石油分餾得到汽油?煤油等,B項錯誤;淀粉完全水解的產物為葡萄糖,蛋白質完全水解的產物為氨基酸,故C項錯誤;乙酸乙酯與NaOH溶液反應生成乙酸鈉和乙醇,油脂與NaOH溶液反應生成高級脂肪酸鈉和甘油,D項正確?4.(2010·新課標全國卷)下列各組中的反應,屬于同一反應類型的是()A.由溴丙烷水解制丙醇